一、引言雙曲線冷卻塔作為生產(chǎn)企業(yè)循環(huán)冷卻水系統(tǒng)中的重要構(gòu)筑物，在鋼鐵、電力等各大工業(yè)企業(yè)中大量使用。該結(jié)構(gòu)是一種大型薄殼型構(gòu)筑物，建在水源不十分充足的地區(qū)，目的是為了節(jié)約用水，以使得冷卻器中排出的熱水在其中冷卻后可重復(fù)使用。冷卻塔的結(jié)構(gòu)安全直接影響企業(yè)安全生產(chǎn)。然而隨著該結(jié)構(gòu)的快速發(fā)展與大量應(yīng)用，也曾發(fā)生過(guò)垮塌事故，造成巨大經(jīng)濟(jì)損失和人員傷亡。2016年11月24日，某發(fā)電廠冷卻塔施工平臺(tái)發(fā)生坍塌事故，造成73人死亡、2人受傷；2019年3月，某化工廠的冷卻塔倒塌，造成至少10人死亡、多人受傷；2022年8月14日，某電廠1號(hào)冷卻塔拆除過(guò)程中發(fā)生坍塌事故，造成1人死。上述冷卻塔垮塌事故的背后，企業(yè)付出了生產(chǎn)線停產(chǎn)或人員傷亡的慘重代價(jià)，造成了巨大的損失，也產(chǎn)生了惡劣的社會(huì)影響。本文結(jié)合相關(guān)工程案例，對(duì)冷卻塔結(jié)構(gòu)存在的相關(guān)問(wèn)題做一個(gè)簡(jiǎn)單介紹，希望能夠引起大家足夠的重視，避免類(lèi)似事故再度發(fā)生。二、典型問(wèn)題雙曲線冷卻塔的塔身采用雙曲線薄壁鋼筋混凝土空間結(jié)構(gòu)，冷卻塔結(jié)構(gòu)由基礎(chǔ)環(huán)梁、人字柱、筒身下部環(huán)梁、筒身、上部剛性環(huán)組成。筒身自重及所承受的其他荷載均通過(guò)下環(huán)梁傳遞至人字柱，然后傳到基礎(chǔ)。1-塔壁

2-人字柱

3-環(huán)梁

4-剛性環(huán)

5-爬梯

6-塔內(nèi)淋水架構(gòu)

7-儲(chǔ)水池冷卻塔結(jié)構(gòu)組成示意圖通過(guò)大量的工程經(jīng)驗(yàn)總結(jié)既有雙曲線冷卻塔的工藝特點(diǎn)、結(jié)構(gòu)特性，目前既有雙曲線冷卻塔存在施工質(zhì)量、耐久性損傷及使用維護(hù)不當(dāng)?shù)葐?wèn)題。1施工質(zhì)量問(wèn)題施工過(guò)程及監(jiān)管制度不規(guī)范，導(dǎo)致施工過(guò)程中材料不合格、不正規(guī)施工等問(wèn)題，例如：混凝土強(qiáng)度不足，混凝土顆粒級(jí)配不對(duì)，混凝土振搗不均勻，鋼筋保護(hù)層過(guò)薄，施工時(shí)存在較大偏差導(dǎo)致筒壁凹陷等。

2耐久性問(wèn)題從結(jié)構(gòu)環(huán)境中看，冷卻塔長(zhǎng)期處于潮濕、凍融環(huán)境，混凝土結(jié)構(gòu)腐蝕損傷的情況尤為突出，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)的使用年限遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于設(shè)計(jì)年限，冷卻塔在使用五到十年左右，便會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重的耐久性損傷問(wèn)題。主要表現(xiàn)為混凝土脫落、脹裂，鋼筋銹蝕、銹斷等。若不及時(shí)進(jìn)行處理或處理不當(dāng)，隨著使用年限的增長(zhǎng)，加速惡化，會(huì)嚴(yán)重影響結(jié)構(gòu)的安全。3使用維護(hù)問(wèn)題部分企業(yè)循環(huán)水補(bǔ)水的水源改為城市中水或煤礦再生水后，循環(huán)水水質(zhì)下降，同時(shí)濃縮倍率提高、加硫酸輔助處理和混凝土構(gòu)件的防腐涂層年久失效等原因?qū)е铝肆蛩猁}腐蝕，造成混凝土構(gòu)件強(qiáng)度下降，縮短了冷卻塔使用壽命。三、冷卻塔典型案例冷卻塔屬于高聳構(gòu)筑物，現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)難度較大，除了常規(guī)檢測(cè)方法外，重點(diǎn)要對(duì)冷卻塔損傷進(jìn)行詳細(xì)檢查，現(xiàn)場(chǎng)需要采用高空作業(yè)車(chē)、吊籃、滑板并結(jié)合無(wú)人機(jī)對(duì)冷卻塔筒內(nèi)外表面及斜支柱外觀損傷進(jìn)行全面檢查。通過(guò)數(shù)字圖像法建立的三維幾何模型，可定量檢測(cè)及三維展示冷卻塔的表面損傷及缺陷，為業(yè)主提供可視化損傷數(shù)據(jù)，提升了檢測(cè)效率和智能程度。為后續(xù)處理提供依據(jù)。下面介紹幾個(gè)冷卻塔檢測(cè)鑒定案例：冷卻塔三維重建模型冷卻塔損傷示意圖案例一某鋼廠ABCD四座雙曲線冷卻塔，建于1978年，高度為70m，塔底直徑：55m，喉部直徑：30m，筒壁厚度0.14m-0.4m，后期擬進(jìn)行結(jié)構(gòu)改造。冷卻塔外觀經(jīng)檢測(cè)鑒定，存在如下問(wèn)題：1、環(huán)梁鋼筋外露，保護(hù)層順筋開(kāi)裂；2、人字柱箍筋銹脹銹蝕、保護(hù)層開(kāi)裂脫落；3、塔壁混凝土存在多處鋼筋銹蝕、銹斷、保護(hù)層開(kāi)裂脫落，嚴(yán)重影響結(jié)構(gòu)安全及耐久性。支柱鋼筋銹蝕、保護(hù)層開(kāi)裂脫落環(huán)梁鋼筋外露，保護(hù)層順筋開(kāi)裂筒壁混凝土存在多處鋼筋銹蝕、保護(hù)層開(kāi)裂脫落的情況案例二某鋼廠雙曲線冷卻塔，建于2012年，塔高約65m，出口直徑28.493m，喉部高度52m，喉部直徑27.3m，進(jìn)風(fēng)口高度5.0m，環(huán)形基礎(chǔ)外側(cè)直徑26.703m，人字柱對(duì)數(shù)32，殼體最小厚度140mm，最大厚度500mm。冷卻塔外觀經(jīng)檢測(cè)鑒定，存在如下問(wèn)題：1、冷卻塔人字柱順筋銹脹開(kāi)裂，個(gè)別部位混凝土離析，振搗不均；2、由于施工質(zhì)量差，造成筒身內(nèi)壁局部鼓包，筒外凹陷；3、筒身內(nèi)壁混凝土大面積剝落，銹脹開(kāi)裂、鋼筋銹蝕、銹斷。筒身內(nèi)壁局部鼓包個(gè)別混凝土人字柱施工差，底部離析人字柱通長(zhǎng)銹脹順筋開(kāi)裂筒身內(nèi)壁混凝土大面積剝落，鋼筋銹蝕銹斷案例三某電廠1號(hào)冷卻塔建于2013年，塔頂標(biāo)高為147.375m，喉口高度104.300m。冷卻塔上部塔筒出口中面半徑36.680m，喉口中面半徑為35.628m，進(jìn)風(fēng)口中面半徑為49.922m。上部塔筒為現(xiàn)澆鋼筋混凝土薄殼結(jié)構(gòu)，筒壁厚度為0.255m~1.300m，下部人字柱共36對(duì)。經(jīng)檢測(cè)鑒定，存在如下問(wèn)題：（1）15根（占比21%）人字柱局部混凝土澆筑不密實(shí)，混凝土澆筑不密實(shí)部位最深為100mm。（2）13根（占比18%）人字柱局部后澆筑混凝土補(bǔ)強(qiáng)，且后補(bǔ)混凝土普遍與原混凝土存在脫開(kāi)情況，未能共同工作。（3）人字柱普遍存在溫度裂縫，且西南側(cè)人字柱裂縫較多，裂縫最長(zhǎng)為1.8m。人字柱開(kāi)裂，長(zhǎng)度0.6m，寬度0.25mm人字柱多條裂縫開(kāi)裂，長(zhǎng)度1.4m，寬度0.26mm四、在哪些情況下應(yīng)進(jìn)行檢測(cè)鑒定依據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《工業(yè)建筑可靠性鑒定標(biāo)準(zhǔn)》GB50144-2019的相關(guān)規(guī)定，工業(yè)建筑在下列情況下，應(yīng)進(jìn)行可靠性鑒定：1、達(dá)到設(shè)計(jì)使用年限擬繼續(xù)使用時(shí)；2、使用用途或環(huán)境改變時(shí)；3、進(jìn)行結(jié)構(gòu)改造或擴(kuò)建時(shí)；4、遭受災(zāi)害或事故后；5、存在較嚴(yán)重的質(zhì)量缺陷或者出現(xiàn)較嚴(yán)重的腐蝕、損傷、變形時(shí)。依據(jù)中國(guó)工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)《雙曲線冷卻塔可靠性鑒定標(biāo)準(zhǔn)》T/CECS1068-2022規(guī)定，雙曲線冷卻塔在下列情況下，應(yīng)進(jìn)行檢測(cè)鑒定

：1、存在不符合現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《雙曲線冷卻塔施工與質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》GB50573的缺陷或出現(xiàn)嚴(yán)重腐蝕、滲漏、損傷、變形凍融現(xiàn)象時(shí)；2、超過(guò)設(shè)計(jì)使用年限或目標(biāo)使用年限，擬繼續(xù)使用時(shí)；3、使用條件或使用環(huán)境改變，對(duì)雙曲線冷卻塔安全性不利時(shí)；4、廠區(qū)冷卻塔進(jìn)行擴(kuò)建，周邊增加或減少影響塔筒風(fēng)荷載的結(jié)構(gòu)；5、需要進(jìn)行全面、大規(guī)模維修時(shí)；6、遭受超出設(shè)計(jì)基準(zhǔn)條件的嚴(yán)重災(zāi)害或事故后，需要繼續(xù)使用時(shí)；7、進(jìn)行工藝改造或改建時(shí)；8、在因故停建、緩建后，需復(fù)工前；9、其他需要掌握雙曲線冷卻塔可靠性水平時(shí)；雙曲線冷卻塔在下列情況下，可進(jìn)行專(zhuān)項(xiàng)鑒定：1、進(jìn)行維修改造有專(zhuān)門(mén)要求時(shí)；2、存在局部損傷影響其正常使用時(shí)；3、對(duì)附屬設(shè)施的完好性存在疑問(wèn)時(shí)；4、結(jié)構(gòu)構(gòu)件受到一般腐蝕或存在其他問(wèn)題時(shí)；5、耐久性評(píng)估時(shí)。五、結(jié)語(yǔ)雙曲線冷卻塔是